电学教学模式研究

电学教学模式研究（共12篇）

电学教学模式研究 篇1

Pasco物理实验设备不同于传统的教学仪器, 它是采用传感器和先进的数据采集接口, 配以专用的实验数据采集软件[1]。在物理实验教学应用中有以下特点: (1) 现有传感器40余种之多, 能够实时采集实验中各种变化的物理量; (2) 数据采集接口将传感器的数据通过数据采集软件输入计算机, 最高采样频率为250kHz。750型接口还配有±5V.300mA的直流及交流的信号发生器; (3) 数据采集软件有中英文版本, 并且实验数据的显示和处理功能强大; (4) 240个预设的物理实验, 包括力、热、光、电、磁等类型, 不同类型的配件套组可拆卸搭配组合, 十分适合开设综合性、创新性、设计性物理实验的需要。

本文就开设综合性交流电学实验教学中常常出现一些问题做了研究与探讨。

1 传感器综合交流电学实验的开设

传感器综合电学实验中用到的仪器包括计算机一台, 科学工作室软件一套750型接口一台, 电压传感器2～3个, 电路组合板一块, 电阻、电容、电感若干, 电线若干。

实验的设计思想是750型接口作为交流的信号发生器, 计算机通过接口实时采集交流电路中的电压和波形信号, 通过软件中的示波器功能观测信号的变化。可开设的实验有:交流电路中电压和电流的相位关系研究, RC电路的稳态过程研究, RC串联电路的暂态过程研究, RLC串联电路的暂态过程研究, 方波信号的傅里叶分解与合成等实验。

2 实验教学中效果

(1) 同一套仪器组合, 稍微添加或改换一些配件, 能够开设几种不同内容的物理实验项目, 为物理实验教学中开设学生自主创新的综合性设计性实验提供了便利条件。

(2) 先进的传感器技术, 多样化的传感器类型, 计算机接口实时采集数据, 为传统的物理实验教学带来了新的亮点, 也更能引起学生的学习兴趣。

(3) 计算机软件控制接口实时采集数据, 避免了许多实验中人工读数的麻烦, 节省了测量数据的时间。

(4) 软件功能强大, 通过简单的设定, 就能实时地将采集的数据列成表格, 绘制成图线, 观察起来直观而形象, 并能够很快很方便的调整相关参数进行对比性研究。

(5) 软件中的示波器功能显示和测量数据比起传统的示波器来说测量精度更高因为无论是双综信号波形观察如图1 (a) , 还是两个交流信号合成李萨如图形观察如图1 (b) , 都不用调节电平和左右位置, 显示图形直接出现在窗的中心, 利用软件中的“取点测量计算”功能使得测量非常方便。

3 教学中遇到的问题及解决办法

3.1 常见问题一

实验中750型接口上配有±5V.300mA的直流及交流的信号发生器作为传感器综合交流电学实验中的信号发生器使用。但学生进行实验过程中难免出现接线错误或选择的电阻、电容或电感的数值不当, 造成回路中瞬时或长期出现电流过大的情况造成电源过热, 会对750接口的寿命造成影响, 比较容易造成仪器损坏。一旦出现这类问题, 接口上与计算机连接的芯片就会损坏, 整个接口都无法正常工作, 软件上会显示“无法找到750接口”或“750接口连接错误”。

3.2 常见问题二

750接口得最高采样频率为250kHz, 而传感器综合交流电学实验中不同数值的电阻、电容、电感在测量时对应的信号发生器的输出频率都不同。在有些情况下图形会出现折线的情况, 即测量数据点过少, 造成曲线不够光滑如图1 (c) 。

经研究发现, 采样率最大时, 信号发生器的输出频率在几百赫兹范围内出现的数据图线不会出现“折线图”的情况。这一问题的解决方案是教师设计好实验中的电阻、电容、电感值大小, 控制实验中适合测量的信号频率在几百赫兹以内。

总之, 传感器综合交流电学实验是一个综合设计性很强的系列实验, 此类实验的开设对学生的动手能力和创新能力都是一个很好的锻炼, 尽管教学中会出现种种问题, 但只要通过教师的精心设计, 不仅能很好的达到创新实验教学的效果, 还对教师的自身提高有很大帮助。

参考文献

[1]朱海平.PASCO实验在物理教学中的应用, 丽水学院学报[J].2007.4 (29) :89～9 1.

电学教学模式研究 篇2

摘要：“电学”作为中职学校中相关专业所开设的基础性学科，由于受传统教学观念及课程自身特点的限制，常常表现出定位不准、理论脱离实践、缺乏时效性等问题。文章认为，从提效角度来看，建立应用导向的教学理念，搭建好理论与实践联系的平台，培养学生的思维能力，是提效的关键之举。

关键词：中职；电学；课堂教学“电学”

是中职教育系列中相关专业的一门基础性学科，本课程通过对电学基本现象的观察与分析，识别电学现象背后的原理，并能够进行基本的操作与分析计算，进而形成相应的电学知识与实验素养，以为相关专业知识的系统建构奠定基础，并在其中形成科学合理的逻辑思维能力。从当前实际来看，尽管在教学中强调改革意识，强调面向学生职业素养提升需要的教学理念，但由于种种条件限制，“电学”教学仍然一定程度上停留在缺乏与职业目标的联系、忽视学生综合能力培养的水平上，“电学”教学与中职学校就业导向的办学目标之间还存在一定的距离。而要缩短这个距离，提高“电学”课程教学的水平，笔者认为需要认真分析当前中职“电学”课堂教学的现状，并寻找能够真正起到提高课堂教学效果的途径。

电学教学模式研究 篇3

关键词：电学；现状分析；原因；对策

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）02-0067-02

电学既是初中物理的重点，也是难点。在电学的学习中，大部分学生感觉电学较难，对电学知识掌握不够理想，使得学生很苦恼和无奈，最终产生厌学的现象。原因何在呢？笔者根据自身教学经历来分析一下原因，并研究相关对策，提高教学质量。

一、初中电学内容的教学现状与问题分析

1.电学知识点复杂。

电学的概念很抽象，知识点多，造成公式多、变形公式多、推导公式也多。电路中元件多，连接形式多样，由于开关的开启和闭合，又会造成某些用电器的短路或断路，也会造成电流表、电压表测量的对象发生改变，还会造成电路的连接方式发生变化，产生故障的可能性也多。另外滑动变阻器滑片的移动，电路中器件的更换，动态变化过程多。电路的各个物理量之间又是联动的，它们之间互相制约，相互影响。

2.教师教学原因。

（1）纸上谈兵。在力学学习中，学生还有来自日常生活的一些感性认识，而在电学学习中，可以说学生的感性认识几乎为零。可教师在教学中，虽然能做一些演示，但学生动手太少，教师教学更多的是“纸上谈兵”，即只通过习题进行分析、训练。例如：对于电路的故障分析，尽管教师从理论上分析的很透彻，也讲了很多遍，但收效甚微，学生仍然似懂非懂，甚至一头雾水。

（2）题海战术。教师知道电学部分是难点，又没有什么好的办法，于是搞题海战术，试图通过“量变”达到“质变”。但这样做的结果会学生作业负担过重，降低学习效率，甚至降低了学习兴趣。从学生的终身发展看，得不偿失。

3.学生自身的原因。

（1）学生思维能力的因素。根据皮亚杰的认知发展理论，初中生已处于“形式运算”为主的阶段（12-15岁），但水平还比较低，处于从经验型向理论型过度时期，在很大程度上逻辑思维还需要经验支持。而对于电学知识，学生既没有经验支持又很抽象，所以学生就感到困难。

（2）学生情感因素的原因。由于初中生既不像小学生那样对老师“言听计从”，又不像高中生那样控制力强，处于怕困难，容易受干扰，沉静不下来的时期，对于学习电学知识不能“知难而进”。久而久之，造成学电学难，难于上青天的结局。

（3）学生数学功底不够。在电学计算过程中，很多情况下要对公式进行变形，有的情况下还需要解方程组，要进行开方运算等。要求学生具有相对比较扎实的数学功底和较强的数学运算能力。但现在的学生有相当一部分数学知识跟不上。

二、改进初中电学教学质量的对策研究

1.循序渐进，夯实基础。由于电学知识特点和学生认知能力的局限，教师在教学中不要急于求成，应踏踏实实打好基础。开始时对串并联电路的连接，基本仪器的使用，基本规律的运用等分块学习，各个突破。加强训练，达到非常熟练的程度，并且能充分注意到各个物理量之间的联动特点，体会到它们之间既相互制约、互相影响，又相互独立，能够熟练而准确的理解串并联电路了，然后再逐步加深。否则学生基础不牢，解决不了复杂的问题，反而会造成畏惧心理，降低学习兴趣。

2.在做中学，在学中做。物理学本身就是一门以实验为主的科学，在教学中应重视让学生做实验，学电学更是如此。对串、并联电路的连接，电学基本仪器的使用，电学基本规律的探究都要让学生动手去做。这样才能让学生真正理解。如：在探究电流与电阻关系时，应控制电阻两端的电压不变。如若不让学生探究，学生就不能真正明白控制谁的电压不变？怎么控制电压不变？更换电阻R后，电压变吗？又怎么变？当学生亲自做实验时，这一切就会变得很直观明了。

有的教师想赶进度，怕耽误时间，就很少做实验，甚至不做实验。岂不知这样会更耽误时间，而且效果不好。这也是老师抱怨的“为什么我讲了那么多遍，学生还不会的原因。”这样做，刚开始时教学进度是比较慢，比较耽误时间，但学生真正理解掌握后，教师就不需要再费时费力地一遍又一遍的去讲解去训练了。反而节省了时间，加快了进度，降低了问题的难度，教学效果也会更好，还不会引起学生的厌倦情绪。

3.问题归类，掌握方法。正是由于电学的概念多、公式多、规律多、联动变化多、故障类型多、题型多。这就需要教师对问题进行归类，把很多问题归为一类，变多为少，让学生掌握方法。这样既减轻了学生的题海战负担，又能使学生清晰明了，提高学习效率，克服畏惧心理。例如；把动态电路的电表变化归类为串联和并联两类，串联电路问题应先分析总电阻的变化，然后分析电流的变化，再分析电压的变化，并联先分析各支路互不影响，再分析该支路的电阻变化，引起电流怎样变化，导致总电流怎样变化等等。

4.给学生创造成功的机会，增强学生的学习信心。每个人都有一种自我实现、获取成功的愿望，成功时会情绪高昂，兴趣倍增；多次努力仍然失败时，就会产生畏难情绪，影响积极性。 因此在教学中，要结合学生实际，设置教学内容的层次与梯度，让每个学生都能取得学习上的成功，获得心理上的满足。例如，在布置作业时，要根据不同学生布置不同层次的题目，使不同层次的学生都能获得成功的喜悦。

教师明确了初中生学习电学的困难所在，在进行电学教学时，就应采取相应的对策，化解和突破电学难点，还要把教师的教和学生的学、传授知识与激发兴趣结合起来，最大限度调动学生主观能动性，使他们乐学、会学，实现优化教学，才能收到事半功倍的效果。

参考文献：

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[4]吴树松. 初中物理课程的开放式教学初探[J]. 读与写（教育教学刊），2014，12：169.

作者简介：刘銮芹，女（1971-07），安徽宿州人，现工作单位为安徽省宿州市第九中学，中教一级职称，主要研究方向为初中物理课程教学及教研。

多孔硅电学特性研究 篇4

金属-多孔硅-单晶硅(Metal-PS-Si,MPS)微结构是多孔硅基微器件的基本结构形式,对于这些多孔硅基微器件来说,都需要稳定的电接触。由于载流子的输运对这些多孔硅基微器件的发展和性能起着关键性的作用,因此对这些MPS微结构来说,多孔硅的电学特性表征变得十分重要。MPS微结构通常具有类肖特基特性[6,7,8],但如何获得良好的金属与PS的电接触特性等问题尚有待进一步研究,同时这也是制作硅基器件的基础。由于多孔硅是含有大量微孔的单晶硅,因此可以以金属半导体接触原理为基础,来进一步研究金属与多孔硅的接触特性。

本工作采用双槽电化学腐蚀法制备多孔硅,利用Pt/多孔硅/P+型单晶硅/多孔硅/Pt的样品微结构,主要研究了腐蚀条件及氧化后处理对这一微结构横向I-V特性的影响。

1 实验

实验中采用双槽电化学腐蚀法制备多孔硅,所用硅片为单面抛光的P+(100)单晶硅片,厚度为380～420μm,电阻率为1×10-2～2×10-2Ω·cm,腐蚀液为体积比为1∶1的40%(质量分数)的氢氟酸与99.7%(质量分数)的无水乙醇的混合液,所施加的电流密度分别为40, 80mA/cm2和100mA/cm2,腐蚀时间均为30min。所制备多孔硅样品的孔隙率采用称重法算出,质量测量仪器为Mettler AC 100-S2型电子天平。同一批次所制备的多孔硅样品放入真空室中,经过300,600℃的氧化处理,得到所需要的氧化多孔硅样品。氧化处理时真空室的本体真空度为5×10-4Pa,氧化过程中,控制氧流率为35mL/min,氧分压稳定在5Pa,氧化时间均为1h。多孔硅样品的制备条件如表1所示。采用磁控溅射的方法在相应的多孔硅样品上表面溅射厚度约90nm的铂薄膜电极,其微结构如图1a所示。实验所用真空溅射镀膜机的型号为DPS-III型超高真空对靶磁控溅射镀膜机,溅射功率90W,溅射速率0.15nm/s,溅射时间10 min。多孔硅基微结构

的尺寸为0.9cm×2.4cm,多孔硅区域尺寸为0.5cm×2cm,铂电极的尺寸为0.2cm×0.2cm,铂电极之间的距离为1cm。

实验中利用ZF-9恒电位-恒电流仪对多孔硅基微结构进行横向I-V特性测量,实验测试装置如图1a,b所示。

2 结果与讨论

2.1 所制备多孔硅基微结构横向I-V特性研究

Vakulenko等[9]对Au/多孔硅/P型单晶硅/多孔硅/Au的横向I-V特性研究表明,尽管与P型硅基体相比多孔硅的电阻非常大,但是并没有出现由P型硅基体材料所决定的短路效应,而具有非整流的欧姆特性,因此该多孔硅基微结构的I-V特性主要是由多孔硅的电学特性所决定的。不同制备条件下的多孔硅基微结构的横向I-V特性曲线如图2所示。从图2a-c中可以明显看出对于所制备多孔硅样品S1和S2所组成的微结构的横向I-V特性曲线具有线性的非整流欧姆接触关系,而S3样品则具有对称的非整流欧姆接触关系。由于Pt金属具有最高的功函数(Wm)为5.36eV,其远大于半导体硅的功函数(Ws)4.6eV。由金属半导体接触原理可以知道对于空穴注入的P型半导体,当Wm>Ws时会形成P型反阻挡层。这样,就在接触处形成高电导率的空间电荷区,形成欧姆接触。同时由于采用重掺杂的P+-Si来制备多孔硅,耗尽层厚度的数量级非常小,隧道效应发生的概率大,此时隧道电流占主导地位,Pt金属薄膜与所制备多孔硅结的接触电阻会非常小,也容易形成欧姆接触。因此所测试的微结构的横向I-V特性主要是由所制备多孔硅的电学特性所决定的,这一点与Vakulenko等[9]的结论是一致的。在所施加的外电场作用下,所制备多孔硅样品S1和S2的电阻基本保持不变,分别在～2×104Ω和～1×105Ω。而对于由S3所组成的微结构来说,在低电场区存在线性的欧姆接触特性区,随电场的增加,隧道电流的影响增大,I-V变化具有非线性的特性,但其电阻变化是很大的,低电场区是～105Ω量级,中场区是～104Ω量级,以及高场区的～103Ω量级。从图2d所制备多孔硅样品微结构的横向I-V特性比较曲线也可以看出,在高场区,S3样品的I-V关系曲线位于最上方,然后依次是S1和S2的,随着所制备多孔硅样品的孔隙率增加,其电阻具有先增加后降低的趋势。文献[10,11]研究表明金属/多孔硅基微结构高的电阻归因于多孔硅内孔壁对载流子的捕获作用。由于S2样品的孔隙率大于S1样品的孔隙率,S2样品内孔壁对载流子的捕获作用明显增强,故此在整个测试范围内S2样品的电阻高于S1的。而对于孔隙率最大的S3样品,尽管其内孔壁对载流子的捕获作用强,但其圆柱状网络的孔壁比较薄,横向互联的网络也较多,为载流子的传输提供了通路,因此电流在多孔硅纵向网络之间的横向隧穿就比较容易,从而导致其电阻明显减低。图2d中内嵌图所示为低场区所测微结构横向I-V特性曲线的放大图,不难发现在电压范围在(-1～1V)的低场区,此时隧道效应发生的概率非常低,所制备多孔硅样品的电阻随孔隙率的增加而增大。而随着电场的逐渐增强,隧道效应对S3的影响加大,其隧道电流逐渐增加,导致其电阻变化的加剧,从而在高场区出现所制备多孔硅样品的电阻随其孔隙率的增加而出现先增加后降低的变化趋势。

(a) S1; (b) S2; (c) S3; (d) S1, S2和S3(a) S1; (b) S2; (c) S3; (d) S1, S2 and S3

2.2 氧化多孔硅基微结构横向I-V特性研究

Pt/氧化多孔硅/ P+硅/氧化多孔硅/Pt微结构横向I-V特性曲线如图3所示。可以看出所测结构同样具有对称的非整流特性欧姆接触特性,因此所测试氧化多孔硅基微结构的横向I-V特性也主要是由氧化多孔硅的电学特性所决定的。

图3a-c可以看出在所测电压范围,在低电场区,S4氧化样品的电阻在～105Ω量级,而随着电场的增加而降低到～104Ω量级;随电场的变化,S5氧化样品的电阻由低场区的～105Ω量级逐渐降低到高场区的～103Ω量级;而对于S6氧化样品来说,在低电场区,其电阻在～107Ω量级,到高场区则有所降低,在～106Ω量级。从所测氧化多孔硅基微结构横向I-V特性比较曲线图3d及其低场区放大内嵌图可以看出,在低场区(-3～3V)范围内,氧化多孔硅样品的横向电阻随相应所制备多孔硅样品的孔隙率的增加而增大。而在高场区,由S6氧化样品所组成的微结构的I-V特性曲线位于最下方, S4氧化样品居中,而S5氧化样品位于最上方。这说明在高场区,随着所制备多孔硅孔隙率的增加,相应氧化多孔硅的电阻具有先降低后增加的趋势。

图4所示为Pt/所制备多孔硅/P+硅/所制备多孔硅/Pt微结构与Pt/氧化多孔硅/P+硅/氧化多孔硅/Pt微结构的横向I-V特性对比曲线。从图4a-c可以看出在低电场区,氧化后处理的影响不大,两曲线基本重合,I-V关系是线性的。而在高电场区,在相同的外加电压情况下,对于具有较低孔隙率和适中孔隙率的所制备多孔硅样品S1和S2来说,其氧化微结构的电流比相应所制备多孔硅基微结构的电流显著增加;而对于由具有较高孔隙率的所制备多孔硅样品S3来说,其氧化微结构的电流明显减小。在5V的外加正向电压条件下,所制备多孔硅样品S1所组成的微结构及其相应氧化多孔硅样品S4所组成的微结构的电流分别为0.26mA和0.42mA,基本在同一个数量级,氧化多孔硅样品S4的电阻比所制备多孔硅样品S1的电阻低一倍;对于S2和S5所组成的微结构的电流分别为0.06mA和1.45mA,相差了一个数量级,氧化多孔硅样品S5的电阻比所制备多孔硅样品S2的电阻也会低一个数量级;而对于S3和S6,其相应的微结构的电流为0.556mA和0.00165mA,相差了两个数量级。Mdler等[12]对后处理对多孔硅电导特性的影响的研究表明,经200℃的退火处理后,氧主要以背后键O—Si—H的形式直接与硅结合,退火温度达到400℃时,由于H的部分分解,导致Si—H2模态的消失,以及所有Si—H键向高波数迁移。最后,当退火温度达到600℃时,所有的Si—H键消失,氧化进一步加强。多孔硅的电学特性亦随着退火温度的变化而变化,其电导率随退火温度的增加而先降低,在400℃时达到最小值,然后在600℃达到最大值,最后随着退火温度的进一步增加而显著降低,甚至小于所制备多孔硅的电导率。在中等退火温度范围,多孔硅电导率与Si—O键的数量有关,但主要是由外界环境的影响所决定的,外界环境中的湿度可以明显增加电导率;而在高退火温度范围,多孔硅电导率主要是由Si—O键的数量来决定的,随其数量的增加而迅速降低。对于S1和S2来说,经过氧化处理后,所产生的薄SiOx层使得载流子可以有效的遂穿,从而导致其在高外加电场的条件下的电流增强效应;而对于S3来说,其孔隙率很大,经过氧化处理后,圆柱状网络的较薄孔壁变厚,横向隧穿变得较困难,因此导致其电阻增加了近两个数量级。

从图4d S2,S5和S7样品所组成微结构的横向I-V特性比较曲线,可以看出所制备多孔硅S2样品所组成的微结构的I-V特性曲线居中,经不同温度条件下的氧化处理后,S5样品所组成的微结构的I-V特性处于最上方,而S7样品所组成的微结构的I-V特性曲线位于最下方,但其已经与S2样品的很接近。这是因为,所制备的多孔硅样品经300℃氧化处理后,导致Si—H2模态键的完全消失,以及残存Si—H键的数量非常少,且Si—O键以SiOx的形式包围在多孔硅硅微结构的表面,降低了载流子被多孔硅内表面捕获的几率,且此时的SiOx层厚度非常小,载流子可以有效的遂穿,从而导致其在高外加电场条件下的电流增强效应,因此使得氧化多孔硅S5的电导率增加,电阻降低。而随着氧化温度的进一步增加,氧化多孔硅中Si—H键完全消失,SiOx层厚度增大,载流子遂穿困难,使得其电导率降低,从而S7样品的电导率小于所制备多孔硅S2样品的电导率。

(a) S4; (b) S5; (c) S6; (d) S4, S5和S6(a) S4; (b) S5; (c) S6; (d) S4, S5 and S6

(a) S1和S4; (b) S2和S5; (c) S3和S6; (d) S2, S5和S7(a) S1 and S4; (b) S2 and S5; (c) S3 and S6; (d) S2, S5 and S7

3 结论

(1)所制备多孔硅基微结构的横向I-V特性主要由所制备多孔硅层的电学特性所决定,表现出非整流的欧姆接触特性。所制备多孔硅层具有良好的电绝缘特性,在低场区其电阻值随孔隙率的增加而增大。隧道效应对大孔隙率样品的影响最大,导致其电阻变化的加剧,从而在高场区所制备多孔硅样品的电阻随其孔隙率的增加而出现先增加后降低的变化趋势。

(2)氧化多孔硅基微结构的横向I-V特性主要由相应氧化多孔硅层的电学特性所决定,亦表现出非整流的欧姆接触特性。在相同的氧化条件下,在低场区氧化多孔硅电阻值随相应所制备多孔硅孔隙率的增加而增大,而在高场区,由于氧化后处理的影响,随孔隙率的增加,其电阻具有先降低后增加的趋势。对于较低孔隙率的所制备多孔硅,经过氧化处理后,孔径变小,载流子可以有效的遂穿,从而导致其在高外加电场的条件下的电流增强效应,其电阻有所降低;而对于较高孔隙率的所制备多孔硅,经过氧化处理后,尽管圆柱状网络的较薄孔壁变厚,但其横向互联的网络数量较少,载流子的传输通路亦较少,横向隧穿比较困难,因此导致其电阻增加了近两个数量级。随氧化后处理温度的增加,SiOx层厚度变大,使得多孔硅的电阻具有先降低后增大的趋势。

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物理电学实验教学策略及精准增分 篇5

实验的探究式教学强调以实验为基础，从学生的认识角度出发，强调运用科学方法组织学生参与实验学习与探究活动，发挥学生的主观能动性，培养与发展学生的实验、创新能力与科学的研究态度，从而提高综合科学素质，实现学生在探究过程中知识、能力、技能与态度各方的统一。本文就笔者的教学实践谈谈初中物理实验的教学策略。

一、探究能力与实验技能的结合教学

课堂上，学生除了获得物理知识和学习实验技能，还应参与科学的探究过程，学习科学的探究方法。如对所遇问题的成因提出假设，拟定科学探究的方向并预测实验结果；学习制定计划，设计实验过程；继而进行实验，并收集证据；对研究结果进行分析、论证与评估；最后通过与实验组成员的交流与合作不断改进方案。

例如，在探究电流、电压与电阻之间的关系时，可引导学生进行猜想：电流与电压的关系成正比，与电阻的关系则成反比；其次，试着画出实验电路图，让学生连接电路。连接实物时注意遵循一定规律，与之前的电路设计要一致；连接好后，还要对其进行检查，再进行实验，做好相关记录，并与同学进行分析讨论，得出最后结论。这些环节的实施都锻炼了学生的实验能力，这对于他们实验能力的培养是不可或缺的。

二、改进实验教学方法

学生开始学习电学知识时，主要还是从简单的电现象入手，通过对现象的观察感知及实验操作，进行分析与总结。如一些简单的认知课程，我常会采用画图法，先让学生熟知所要认知的实物与电学的联系，让他们通过简单的拆装了解其中的电路，画出电路图，再逐步学习设计简单的电路。这不仅培养了学生的动手、动脑能力，也提高了学生的观察思考能力，让他们懂得学以致用。

例如，在讲电流、电压和电阻时，可采用类比法。电阻的学习可先从调光灯的设计出发，通过引导学生改变电路中电流大小的活动，发现相应的途径和方法。改变电流实验不能只限于改变接入的电路导体这一途径，而是要开放思路，以实验事实呈现其他的方法与途径：改变电压也可改变电路中的电流大小。学习变阻器的相关知识也以设计调光灯为主，基于前面的研究成果，进一步研究电路中电流的改变方法。

为使学生在实验之后学会多种方法处理实验数据，我们常常引导学生通过图像来解释物理现象与物理过程，揭示物理规律，培养学生的各方面能力。

在伏安法测电阻实验中，将两个的电阻（已知阻值）串联包装好，替代一个电阻，既可测得阻值，也为后面的学习打下基础。学习电功、电能时，我们通过使用电能表（数字式、表盘式），让学生切实认知电能表的结构以及它的使用注意点。而测灯泡电功率的实验，前面已经有了伏安法测电阻的实验基础，但对测灯泡两端的电压有特殊的要求，可以结合新旧知识处理数据，从而总结灯泡电阻及功率的特点。

学生从实物入手，由浅入深，更容易接受新知识，重点难点在实践中被突破。初中物理教师应从学生的学习兴趣出发，利用物理知识与实验吸引学生，让学生快乐地学习并掌握好物理知识。

三、改进实验能力评价方法

1．重视过程的评价

要求学生将解决问题的全过程反映出来，包括收集、处理、输出信息以及得出结论的过程，可以更实际地评价学生的学习情况。方式上可提倡用卡片或课堂日志记录学习状况，笔试时将闭卷与开卷结合起来，同时注意多方面的考察评价。结合以上几点评价方式，显然比单纯的分数评价更为全面，也更令人信服。

2．突出评价真实性

现代心理学与教育学研究显示，学生对于物理知识的学习与所处的物理情境有密切联系。所以，在评价中也要将物理教学和生活实际相联系，物理教育要注重在真实的物理情境与学习环境中进行评价，实现物理教育的目标，使学生从生活走近物理，从物理回归生活。

3．强调评价个性化

教师要尊重学生的个性特点与个体差异，重视他们的个性化反应，强调评价的个性化，体现学生的创造性。在重视学生个性化评价的同时，还应将评价置于学生的探究环境中，鼓励学生之间的合作，相互交流材料，自由表达观点。

4．重视自我评价

自我评价就是在学习的不同阶段评价自己的成绩或学习能力。学生要不断反思自己的探究过程，分析自己各方面的变化和提高，如知识、情感、态度以及价值观。教师也应不断分析与反思自己的教学行为，总结成功的经验，不断改进不足。

总之，在教学的过程中，教师要重视探究能力与实验技能相结合，关注学生的综合发展，不断总结创新结合实际且适用于学生的教学方法，采用具有真实性、过程性、个性化的实验能力评价，以达到物理教育的最终目的。

有效教学强调的是教学效益，即一定的时间内追求学生的最大发展。具体来讲，主要是指教师在先进教学理念的指导下，经过一段时间的教学之后，使学生获得具体的进步或发展。

有效教学通常包含三个方面因素：教学目标要明确；充分激励学生的学习兴趣，激发学生的学习动机，使他们不是被动地学习；采用学生易于理解和接受的教学方式。本文就高中物理有效教学谈一些自己的实践和体会。

一、学生对物理学习的普遍认识

大部分学生学不好物理的主要原因就是心理畏惧，高中物理同初中物理有着比较大的区别，初中物理注重现象，以直观分析、形象思维为主，学生学起来也比较轻松。而高中物理以模型代替直观现象，以抽象思维替代形象思维，有一个思维的跨越，所以大部分学生都适应不了。况且通过初中几年的学习，也形成了一定的思维定式，刚学习高中物理时肯定会遇到很多问题，如果这些问题得不到本质上的解决，就会形成一种物理难的心理认识。基础打不好，到后面越学越难，加之学习方法的问题，这种心理会不断强化，有些学生就干脆放弃了。

还有一部分学生学不好是因为没有掌握好的学习方法。这些学生不缺乏信心，但心有余而力不足，死学，苦学就是不会。老师讲的都能听懂，自己做时却做不对，像这样的学生，一旦掌握了正确的学习方法，在成绩上必将会有一个质的飞跃。

二、针对不同情况采取不同的教学方法

对于心理上畏惧物理的学生，教师首先要做的就是帮学生重建信心。对于大题，不管做对做错，首先要动笔写，其心里建立一种动笔就有分的印象。

学生克服了心理的第一道障碍之后，教师可以先给他们出一些比较简单的题目，让他们找到做对题的感觉，并且给予一些鼓励或奖励。学生树立起学好物理的信心后，再教其分析题目的方法。

1.多采用形象直观的教学方法，使学生在脑子里建立物理模型

高中物理有很多实验，并且实验也是高考中的一项重要内容，有些实验是演示性的，如振动图像的形成、伽利略斜面实验、电磁感应等。这些实验对知识点的理解和掌握都起着很大的作用，但现实条件又无法完成，所以只能借助多媒体等教学工具，使学生在头脑中建立形象的模型。

例如，在研究运动的合成砂摆实验时，一个x方向的匀速直线运动和一个y方向的匀速直线的合成是一个正弦图形。如果没有幻灯片的演示，学生很难想象出合运动是一个正弦图形。这个模型在脑海中建立起来之后，为后面学习示波器原理打下好的基础。

又如，像小车碰撞之类的碰撞问题、反冲问题，学生若在脑子里建立直观的想象，对分析题目会有很大的帮助。

再如，在讲质点受不同洛伦兹力做圆周运动时，为了帮助学生了解，可以找一个圆盖子作为质点的运动轨迹，让其绕着一点转动，观察质点能运动到的区域，可直观形象地反映质点在有界磁场中的运动问题。

2.鼓励学生多动手操作

对于一些物理学科比较薄弱的学生来说，不管教师讲的理论多么生动，推理多么严谨，他们都容易厌倦走神，甚至打瞌睡。但学生对实验是很感兴趣的，无论是操作性实验还是演示实验。演示实验只是对学生视觉和听觉的刺激，而操作性实验还增加了一项感觉刺激。动手摸一摸、做一做，脑海中就会建立起实物模型，比那些演示性实验更具直观性。高中物理就是一种实验化、模型化的课程，基本上所有理论都是建立在模型实验的基础之上，掌握好实验，建立起好的物理模型是学好物理的关键。

3.逐步解析题目中的要点，教会学生如何分析题目

建立起各种类型的模型之后，就要开始分析题目了。在读题的过程中，要注意题目中的一些小细节，随手画出题中的重点，把相关量在图形上表明。读第一遍题目时，在脑海里建立一个大致的物理模型，让他们说出自己建立的模型。教师可以在课堂上互动，大声读题，每读到重点处就停下来，与同学们分享脑海中的模型及从这些条件中能得到什么等。学生最终要学会自己分析解题，教师只是起一个引导的作用，鼓励他们大胆地说出自己的做题想法，哪怕是错误的，帮助他们找到在哪一点出了问题，逐个点破。

4.分析结果，做好每个学生的记录

在教学中做好每个学生的课程备案是必不可少的。就拿物理这科来说，教师通过分析每个学生的解题步骤与方法，找到他们的强弱点并做好记录，对他们进行针对性的教学，省时又省力。这样还可以提高学生的信心，增加他们学习的积极性。

初中物理电学的教学方法 篇6

关键词：初中物理 电学 教学方法

在初中物理教学过程中，教师要注重学生的主体地位，把传统的教师讲授式教学模式变为对学生的启发和引导，设计一些与课堂内容相关的问题情境，由浅入深，引导学生通过自己的观察、思考和讨论来寻找问题的答案，从而获得教学内容中的相关知识，这样学生对于知识的掌握会更加深刻。笔者结合学生在学习电学知识时所存在的一些问题，谈一谈我的一些教学方法。

一、学生在初步学习电学知识时存在的一些问题

在九年级，学生集中学习了电学知识，这些知识是中考的重点知识，学习过程中要掌握的重难点比较多，由于学生的个体差异和各种主观客观条件的限制，学生对于基础题的解答还可以，但是遇到比较灵活的题目解决起来就会比较吃力。总体来说有以下几个方面的困难：

1.学生对于某些物理知识只是死记硬背，其实并不是真正的理解了，所以并没有真正地掌握。比如说学生总是容易把“电功率的单位——千瓦”和“电能的单位——千瓦时”混淆在一起，有时候还会把串联和并联电路的电流规律和电压规律记乱，对于知识的理解混淆使得学生在遇到具体的题目时，经常出现张冠李戴的现象。

2.学生的头脑中没有对于电路图的清晰概念，因此对于电路的设计也掌握不牢固，不会连接实物图。由于学生对于电路图中实际电路的理解不够透彻，只会生搬硬套，所以总是会出现一些解题过程中想当然的失误。比如在物理课本中的电压表一般都在直接测量小灯泡的电压，而在求小灯泡的功率相关练习题当中，有时电压表测量的是滑动变阻器的电压，学生因为自己的惯性思维，没有经过思考就理所当然的以为电压表测的的数值是小灯泡的电压，然后在后面求小灯泡的实际功率的时候，学生就直接用前面所测到的电压数乘以电流，以至于出现做题的错误出现。

3.物理知识其实是来源于生活，并且运用于生活之中。和我们的日常生活息息相关。脱离了生活实际，就不能真正抓住解题的关键，相关知识点理解不到位，容易把这些知识混淆在一起。比如在考查电路的连接这一题目的时候，很多学生不能够联系生活实际，因为家里的电路连接都是暗线的形式，学生看到的只有开关、插座和电灯，因此他们不能直接了解这些电路的线路流向，学生根本不懂得电灯和开关是串联的，也不懂得开关应该先连接在火线上，然后在连接电灯是为了安全起见。其实这些物理知识教师在课堂上已经反复的讲解和强调了多次，但由于学生没有直观观察和亲身体验而不能真正理解相关知识。

4.在解答计算题的过程中，学生不能完全地进入到物理的解题模式中，很多学生不能理解物理公式的意义，因此对于公式的相互转化掌握不到位，特别是对于电功率、电能和热量的计算。学生在审题的过程中掌握不住问题的关键，比如在出现关于电饭锅、电磁炉等生活中常见的家用电器的题目中，学生对于高低档要求的功率和热量的多少不知道该从何处开始下手计算。对于其中的电阻直接的串联和并联的关系判断不正确，其实就是对于物理当中有关电阻的公式Q=W=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt掌握不牢固。对于公式中各物理量的“同一性”和“同时性”把握不好，导致解题错误。

二、对于学生在电学知识学习过程中采取的教学措施和方法

面对这些在初中物理学习过程中，学生容易出现的一些理解和运用上的错误，教师要多反思，多总结，加强学生对于知识形成过程的教学，提高学生物理基本知识和常用公式的掌握，联系生活实际，重视学生的实践操作能力的培养，针对不同层次的学生具体情况进行分层教学，因材施教，利用新课程标准对于我们的物理教学工作提出的要求，提升自己的教学理念，改进教育方法和策略，提高学生的物理学习兴趣，从而提高他们的物理成绩。

1.培养学生良好的物理学习习惯。良好的学习习惯是学生能否学好初中物理的一个重要因素，没有良好的学习习惯，学生就不能形成系统的物理知识结构，长期学习下来，学生会逐渐丧失对于物理的学习兴趣和自信心，所以，要想让学生学好物理，教师首先要让学生培养起良好的物理学习习惯。

2.培养学生学习物理的兴趣。人们常说：兴趣是最好的老师，有了对于物理知识的兴趣，学生才能产生持久的学习欲望，变苦学为乐学。对于初中的学生来说，他们更愿意亲手去尝试，所以做一些有趣的物理实验，讲解一些有关物理知识的故事都可以激发学生的学习兴趣，同时教师也要修炼自己的教学能力，使自己的教学语言更幽默，更能感染学生。

3.在教学过程中，注重培养学生的发散性思维。在教学过程中要培养学生热爱科学、尊重科学的精神，注重培养他们的发散性思维，指导学生认真预习新课，对于基础比较差的学生，教师要设计一些相对简单的问题，提高他们的学习效率和自信心，使他们的思维更加活跃，不只局限于基本题的得分，更能多解决一些物理应用问题。

4.重视物理实验教学。对于物理课本上的演示实验，教师要在课堂教学中全部演示，并争取让这些实验变成学生分组实验，让学生多接触，课下也可以指导学生进行一些简单易行的小实验，既能拉近与学生的距离，又能提高学生的物理学习兴趣和实验能力。教师还可以借助多媒体教学，对于一些比较抽象的、不宜理解知识用多媒体来演示，使学生能够更加直观的理解。

5.把物理重难点知识尽量简单化。教师在上课前要深入研究教材，认真思考，把握本课的重难点知识，找到解决这些重难点知识的恰当方法，把这些知识简单化、生活化，寻找一些贴近日常生活的例子，使学生能够更容易地去理解和掌握这些物理知识。对于这些重难点，教师应该放慢讲解速度，詳细阐述，多做相关练习，由浅入深。比如，在学习《电功率》这一课时，重点就是电功率的概念和理解，我们可以先用两个功率不同的灯泡来做实验，让学生在实验中观察这两个灯泡在工作时电能表的转速，从而引导出电功率，使学生更容易掌握电功率的相关知识。

探析初中物理电学教学 篇7

一、加强物理实验教学

笛卡尔说过:“最有价值的知识是方法的知识。”所以, 我们先要给予学生探究知识的方法。在探究中遇到困难, 就启发学生进一步思考, 保证其探究的正确性, 帮助其努力寻找摆脱困难的原因;当探究取得进展时, 给予学生及时的表扬, 帮助其进一步深入探究;当探究成功时, 让学生享受成功的喜悦, 要充分激发学生的潜学习能, 鼓励他们以良好的心态投入到新的探究中去。例如:有什么方法可以改变电路中电流的大小?首先引导学生猜想这可能与电源的电压有关, 也可能与连接电路中的导体有关。这种猜想是否正确呢?其次点拨学生, 当某个物理量受另外几个量同时影响时, 要探究它与其中一个量的关系, 使另外的量保持不变, 这是什么方法?通过思考得出:这是控制变量法。然后让学生以小组为单位进行一段时间的讨论, 共同设计一个实验方案: (1) 电池的节数可以改变电路中电流强度的大小; (2) 改变接入电路中的导体, 也可以改变电路中的电流的大小。经过讨论得出:影响导体电阻大小的因素是材料、长度、横截面积等。最后大家一起设计实验来验证这些猜想。

二、利用先进的多媒体技术教学

多媒体能够设计出图文并茂、动静结合的教学情境, 从而提高学生的学习效果。 (1) 可以化抽象为具体。在串、并联电路的连接应用中, 运用多媒体能帮助学生的电学学习更上一层楼。I好比水流, U就像水压。串联电路就是瀑布, 自上而下两次降落, 这两条瀑布流量是相等的, 两段瀑布水流也相等, 两高度相加为总的高度差, 即, 串:I=I1=I2, U=U1+U2。并联电路就好像落瀑布下时, 把它从中分开, 总的水流是两支流之和, 而两者的高度差却是相同的。即, 并:I=I1+I2, U=U1=U2。这样的比喻, 学生很容易理解并接受; (2) 用方法教学。教给学生解题的思路。如并联的连接方法是要先串后并, 再把元件较多的支路串起来, 最后并上另一条支路, 如果有电压表要最后接。百闻不如一见, 通过多媒体展现整个连接过程, 学生就能理解得透彻。

三、帮助学生理解性记忆公式

在初中物理电学部分的公式中, 只需理解记住:欧姆定律I=UR;电功率定义式P=Wt, 计算式P=UI;焦耳定律Q=I2Rt, 通过这几个基本公式就可以解出初中的物理电学题。在总复习时, 教师可以这样引导学生归纳总结, 让学生一目了然。我们不一定要求学生把所有的公式都记住, 重要的是理解和应用。如在电学里有“串联分压, 并联分流”。

例如:在电路中, 电压表V1的示数为9V, 电压表V2的示数为3V, 那么R1与R2的阻值之比为多少?

四、掌握常用的安全用电知识

在讲安全用电时, 课本上说不高于36V的电压才是安全的。如果更高的电压是不是一定有危险呢?有的说肯定会发生触电事故, 有的说接触时间长了会电死人。那么, 用什么办法来说明谁是谁非呢?于是我站在课桌椅上, 一手抓住火线, 让一位男生用测电笔在我手上、脚上测试, 结果电笔氖管发光, 再让一女生用电表测试, 还是证明我身上是带了电。然后引导学生通过操作来体验带电的感觉, 请一位男生到课桌上, 让他握住一根火线, 然后问他感觉是什么?他说他刚抓住电线时手稍有点麻, 但过了会之后就没有什么感觉了。接着再让女生也来体验一下, 就在大家兴趣正浓的时候提出一个问题:“为什么用双手接触大于36V的电压却没有危险呢?”通过观察, 学生们提出了正解:“身上带了电但没有电流通过人体, 因为人站在绝缘的课桌椅上, 与地没有直接接触。”

参考文献

[1]廖伯琴, 张大昌.物理课程标准解读[M].武汉:湖北教育出版社, 2009.

电学教学模式研究 篇8

液晶调光玻璃是一种新型特种玻璃,它能够随外加电压变化而改变自身透明度。它是在普通的玻璃基材中间加入一层液晶层,利用液晶分子排列的有序程度实现玻璃透明度的变化[1]。当该玻璃上未加载电压时,液晶层不受电场作用,液晶分子处于无序排列状态,使得照射至玻璃的光线受到散射作用,无法沿原来的方向传播,即液晶调光玻璃不透明;当在玻璃两端施加电压时,液晶分子受到电场的作用处于有序排列状态,光线能够直接通过玻璃,即液晶调光玻璃透明[2]。

目前,虽然液晶调光玻璃已被广泛应用于建材行业,例如浴室门窗、展品玻璃柜等方面[3]。但是,随着新技术对材料性能要求的提高,许多对响应时间要求较高的领域都会用到快速遮光的材料,以满足对系统响应时间的严格要求。例如,在基于视觉暂留原理的夜间会车防眩目系统中就对其性能有将较高要求,这种防眩目系统,利用快速遮光的液晶调光玻璃遮挡对向车辆的车灯光线,由于该系统利用到了视觉暂留原理,需要遮光的频率高于24Hz,因此对液晶调光玻璃的响应时间有很高的要求,其开启以及关断响应时间之和需要在40ms以内。

但是,当前关于这种遮光材料的相关研究不足,导致液晶调光玻璃响应时间及透明度等方面并不理想,这成为液晶调光玻璃进一步发展的障碍,尤其是对精度和准确度反应要求较高的领域[4]。文章针对不同电学条件下的液晶调光玻璃,研究其透明度变化,以及透明不透明相互转换的时间,期望能够更加准确掌握液晶调光玻璃的性能。

1实验方法

实验的原理图如图1所示。试验采用某厂家生产的300mm×300mm的液晶调光玻璃作为实验对象,将LED灯置于液晶调光玻璃的一侧,作为整个实验的光源;光敏电阻置于玻璃的另一侧,用于测量透过液晶调光玻璃的光线的强弱。将光敏电阻的端电压用放大电路进行放大后,用示波器记录光敏电阻的端电压变化的波形,其电压值表示光敏电阻的端电压。因为光敏电阻的电压值与其阻值正相关,而光敏电阻的阻值与入射光的强弱有关, 因此示波器的波形可以间接反映玻璃透明度的变化。

试验过程中,分别在液晶调光玻璃两端施加27V, 50Hz的正弦交流电,以及不同电压值的直流电。利用示波器测量光敏电阻端电压值并记录其波形,根据示波器波形形状与幅值变化,分析在调光玻璃两端加载不同电源时的玻璃的透明度的变化趋势以及响应时间。

分压电阻R1的阻值为10kΩ,放大电路的放大倍数为A,电源电压为VCC,示波器测得的光敏电阻的端电压为V。

设光敏电阻R2的阻值为R,电阻光敏电阻的阻值与照度之间的关系为:

采用照度作为衡量光线强弱的指标,照度E与光敏电阻值的关系为:

综上所述,光敏电阻阻值与照度负相关,而光敏电阻端电压与阻值正相关,因此光敏电阻端电压与光线照度之间负相关。示波器波形的变化间接地反映了液晶调光玻璃透明度的变化,所以可以根据示波器的波形图分析液晶调光玻璃的电学性能。

2结果与分析

2.1加载正弦交流电时玻璃响应

试验中,光源与液晶调光玻璃的距离150mm,光敏电阻与玻璃间距5mm。设由不透明到透明的过程为开启过程,由透明到不透明的过程为关断过程。当在玻璃两端加载50Hz,27V正弦交流电时,玻璃处于开启过程中,示波器记录的该过程的波形图如图2所示;断开电源后,玻璃处于关断过程中,示波器的波形图如图3所示。图中高电平对应的状态为玻璃不透明,低电平对应的状态为玻璃透明。

实验现象为,当加载电压后,液晶调光玻璃迅速由不透明变为透明,并保持稳定的透明状态。而关断电源后,液晶调光玻璃透明度逐渐降低,并恢复至不透明状态,关断过程相对于开启过程持续时间较长。

由波形图可知,开启过程中,光敏电阻端电压值在开启瞬间急剧降低,且dv/dt逐渐减小并趋于零,玻璃开启的响应时间约为28ms,即液晶调光玻璃在此电压下由透明到不透明的时间约为28ms,对应图中H2-L2段;关断过程中,光敏电阻端电压值逐渐升高,且dv/dt逐渐减小并趋于零,玻璃完全关断的响应时间约为3.28s,对应图中L3-H3段;而当关断过程持续至560ms时,电压值上升约为50%,对应图中L3-M3段。

2.2加载直流电时玻璃响应

试验中,光源、液晶调光玻璃、光敏电阻之间的相对位置不变。在调光玻璃两端施加电压为30V的直流电源,保持一段时间后切断电源,并重复此过程。示波器记录的波形图如图4所示。

实验现象为,加载直流电瞬间,玻璃迅速由不透明变为透明,然后逐渐变为半透明,并保持稳定的半透明状态;关断电源后,玻璃逐渐由半透明状态恢复为不透明状态,并保持稳定。

由图像可知,开启过程中,光敏电阻端电压在开启瞬间电压值急剧降低,到达最低值时,电压值逐渐升高,并保持在最低值与最高值之间的稳定值,且变化率dv/dt逐渐减小并最终趋于零。将波形电压下降过程、由最低点上升至半开启状态、以及由半开启状态上升至开启状态的波形图局部放大,得到的波形图分别如图5、图6、图7所示。玻璃开启的响应时间约为48ms,对应图中H5-L5段,即液晶调光玻璃在此电压下由透明到半透明的时间约为48ms;玻璃由不透明状态转换为半开启状态时间约为3.44s,对应图中H6-S6段;切断电源后,由半开启状态转换为关闭状态时间约为1s,对应图中S7-H7段。

2.3不同电压值下液晶调光玻璃响应

由以上实验可以看出,玻璃在直流电压下的反应与交流电压下有很大的区别,在玻璃两端加载直流电源时,液晶调光玻璃在完全开启后会出现半开启状态。为了深入了解玻璃在直流电源作用下的性能,实验中在玻璃两端分别施加电压17.5V和15V的直流电源,得到的端电压波形图分别如图8、图9所示,以研究和分析液晶调光玻璃在直流电的条件下半开启状态与所施加电压值的关系。

实验现象为,加载17.5V和15V的直流电时的现象与加载30V直流电现象类似。在加载电源瞬间,玻璃迅速由不透明状态变为透明状态,随后透明度逐渐降低, 并进入半开启状态。但随着加载电压的降低,半开启状态的透明度有明显的降低,加载15V直流电时已几乎无半开启状态存在。电压稳定时调光玻璃的透明度已与关断状态下玻璃的透明度十分接近,关断时玻璃的透明度也无明显变化。

由图8、9可知,开启瞬间,光敏电阻端电压迅速下降,然后电压值逐渐升高,并趋于稳定,半开启状态与关闭状态之间电压的差值随着加载电压值的升高而减小,电压值为15V时半开启状态的示波器电压值基本上等于关断状态的电压值。17.5V时玻璃开启的响应时间约为86ms,完全转换为半开启状态的时间约为4.7s。

2.4实验结论分析

由上述实验可知,在液晶调光玻璃两端加载交流电和直流电的现象有很大的差别,主要表现在玻璃透明度的变化过程。

当加载交流电时,玻璃迅速变为透明状态,并保持稳定;关断电源后,玻璃的透明度缓慢降低,开启过程的响应时间为毫秒级,而关断过程响应时间为秒级。即液晶调光玻璃由不透明变为透明的响应时间要远小于由透明到不透明的响应时间。这是因为液晶调光玻璃中的液晶分子由无序状态转换至有序状态是由于电场的作用, 属于外力驱使的过程;而由有序状态转换至无序状态的过程是由于分子热运动的作用,属于自发的过程[5]。

当加载直流电时,玻璃迅速变为透明状态,随后透明度逐渐降低,并稳定在半开启状态。半开启状态的玻璃的透明度小于关断状态。当断开电源时,玻璃由半开启状态逐渐变为关断状态。半开启状态与关断状态下玻璃的透明度的差值随着所加载直流电压的降低而减小。 当直流电压降低至15V时,半开启状态的电压值与关断状态的电压值基本相等[6]。

将两者统一来看,交流电相当于直流电的叠加,即在玻璃两端施加交流电时相当于在单位时间内,在玻璃两端均匀间隔施加f(交流电的频率)次直流电,而交流电的周期远小于调光玻璃开启以及关断的响应时间, 因此液晶调光玻璃透明度还未及降低时即已再次开启, 反映在玻璃上为稳定保持在透明状态。由于不透明至透明的过程可以通过施加电场控制,但是分子的热运动是不容易控制的。因此,开启时玻璃的响应时间远小于关断的响应时间。

3结束语

初中物理电学复习课的教学 篇9

物理概念是物理学的基本单元, 也是思维的一种形式.在物理学中, 人们借助物理概念这种思维形式认识各种事物和现象的本质特征, 同时物理概念还是建立物理规律和物理理论的基础.因此物理概念的理解和掌握对学生物理学习有着决定性的影响.在平时的物理教学中, 总会出现一些学困生, 究其产生原因, 绝大多数都是由于对物理概念的不理解, 不同物理概念或相似概念之间混淆不清, 导致在应用概念解决问题时总是出现错误.比如, 额定电压与实际电压, 额定电压是用电器正常工作时的物理电压, 它是用电器的一个重要参数, 是一个确定的值, 它与用电器实际工作时两端的电压无关, 但是如果用电器在实际工作时是正常工作状态, 那么实际电压就恰好等于额定电压, 可见, 这两个概念既有区别也有联系, 这一知识点常常是解决一些电学问题的突破口!运用比较的方法帮助学生理解这些物理概念的内涵, 了解物理概念的外延和有关概念之间的联系与区别, 是实现物理教学目的, 提高物理教学质量的关键之一.

二、在物理规律复习中运用比较法, 提高灵活运用规律的能力

物理规律是物理理论体系的核心, 是有关物理概念之间的内在联系和规律性的反映, 也是我们解决物理问题的重要思想方法.只有切实理解, 才会灵活运用.比如, 欧姆定律与焦耳定律, 它们都与电流有关, 但它们所揭示的是电流在不同方面的规律, 欧姆定律揭示的是电流大小方面的规律, 而焦耳定律却是揭示电流的热效应大小方面的规律;欧姆定律只适用于纯电阻电路, 而焦耳定律适用于各种电路的电热的计算.复习时将它们再放在一起进行比较, 有利于学生认清它们之间的区别与联系, 才能在遇到相关问题时正确选择物理定律解决问题.

三、在物理现象的观察上运用比较法, 强化对现象的认识

物理现象的观察方法很多, 但是相似或相近的物理现象运用比较法, 可使观察更为细致深刻.比如, 奥斯特实验、磁场对通电导体有力的作用和电磁感应现象等, 它们当中实验的装置和现象有些相似相近, 学生极易混淆犯错, 复习时应将它们放在一起, 从实验的装置、条件、现象、结论上进行比较认识.

四、在认识仪器的构造与使用特点上运用比较, 发展实验操作能力

比如, 初中电学很多实验中都用到滑动变阻器, 滑动变阻器的作用在物理中考中经常考查, 学生常常出错.运用比较的方法不难发现其具体作用不外乎三个方面:保护电路、改变某段电路电压和电流、控制某段电路两端电压不变.就是由于平时实验教学中缺少比较, 缺少知识前后联系, 学生印象不深, 常常出错.在仪器的认识与使用特点认识上巧妙运用比较教学法, 可以深化学生对实验器材性能和使用特点的认识, 有助于提升他们的实验理论和操作技能水平.

五、在数据处理方法的复习上运用比较法, 深化对方法的理解

物理实验中经常要多次实验得到多组数据, 实验数据的处理方法会因实验的不同而存在差异, 在初中阶段用得较多的是平均值法、列表法和作图法.而平均值法是学生最易用错的方法.比如, 在用伏安法测量未知定值电阻和白炽灯泡的电阻的实验中都测量了三次, 但在最后的数据的处理方法上却大不相同, 运用比较的方法就很容易使学生明白其中的道理.首先让学生比较这两个实验中三次测得的定值电阻和白炽灯泡的电阻值, 学生比较后会发现三次测得的定值电阻的阻值相差很小, 而三次测得的白炽灯泡的电阻却相差很大, 为什么?在引导学生分析后会发现, 前者是由测量误差引起的, 而后者是由于灯丝的温度而引起的.因此, 对前者三次测得的定值电阻的阻值应当求它们的平均值作为最后的结果, 因为求平均值是减小误差的一种方法, 而后者就不可以求三次测量结果的平均值, 因为其产生原因是误差以外的原因.通过上述比较, 学生以后一定不会再用错求平均值这种数据处理的方法.

六、在分析常见电路故障时运用比较法, 提升诊断故障的能力

例如, 电路中小灯泡不亮的原因的分析就是一个令许多学生感到棘手的问题, 其实运用比较实验法, 很容易使学生明白.每当做测量小灯泡电阻或电功率实验时, 许多教师都会经常遇到这样的情况, 只要小灯泡出现不亮, 许多学生总是以为是小灯泡坏掉了, 要么要求换小灯泡, 要么要求教师帮忙.针对这种情况, 教师最好的办法是引导学生通过实验进行比较而不是说教, 从比较实验中学生自己就会发现小灯泡不亮的原因有故障与非故障两种情况.电路无故障的小灯泡不亮是因为其实际功率过小, 故障的情况有短路和断路两种情况.对小灯泡实际功率过小、小灯泡短路和小灯泡断路的情景比较会发现, 若小灯泡实际功率过小, 与其串联的电流表和与其并联的电压表均有一定示数;若小灯泡短路, 则电流表有明显的偏转, 而电压表几乎不偏转;若小灯泡断路, 则电流表几乎不偏转, 而电压表有明显的偏转;若滑动变阻器或开关等地方接触不良, 两表都没有偏转.通过这样的比较, 学生弄清楚了故障现象产生的原因, 学生再遇到小灯泡不亮, 一定会迅速查明原因.

七、在习题教学中采用比较法, 增强解决问题的能力

在习题教学中, 有些学生经常形似题目一错再错, 相近模型模糊不清, 解题思路不畅.比如, 纯电阻电路和包含有电动机等的非纯电阻电路中的有关电功与电热的计算, 学生常常屡做屡错, 因此在实际教学中, 要将这两个问题放在一起, 实施比较教学, 在比较中引导学生体会感悟它们的解题方法的异同.

浅谈初中物理电学内容教学策略 篇10

一、认真审题

首先要在脑海里清晰地呈现U、I、R这三者在串、并联电路中各自的特点。在串联电路中:I=I1=I2=I3、U=U1+U2+U3、R=R1+R2+R3, 在并联电路中:I=I1+I2+I3、U=U1=U2=U3、1/R=1/R1+1/R2+1/R3。要掌握电功、电功率和焦耳定律的基本计算公式和导出公式, 就要知道导出公式的使用范围, 即导出公式使用于纯电阻电路中 (在纯电阻电路中Q=W) 。其次要认真阅读并分析题目, 找出题目中所述电路的各种状态, 没有电路图的要画出相应的电路图。根据开关的闭合及断开情况或滑动变阻器滑片的位置情况得出题目中电路共有几种状态, 画出每种状态下的等效电路图。在分析电路时如果电路有电压表, 则先认为电压表处于断路状态, 再分析电路的串并联, 然后看电压表和谁并联则测谁的电压。

二、有关“电路变化”的分析

在教授电学部分知识的过程中, 不论是教师还是学生都反映其主要的难点在于变化的电路太复杂, 稍有不慎就会出现连锁的错误反应, 让人应接不暇。教师在实际的教学过程中经过反复做题, 学生经过反复练习, 但均效果不佳。我以为, 在做电路变化分析的类型的题目时要先帮助学生掌握影响电路变化的几个因素, 无非就是电阻、电压、电流、电功率而已, 在能够正确识别串联与并联的基础之上, 电路变化主要取决于开关的设置, 还有就是滑动变阻器的活动。我们首先要引导学生强化因开关设置而带来的电路变化, 识别开关的开与关对整个电路的变化与影响。其次就是因为滑动变阻器的滑片滑动所带来的电压与电流的变化分析, 进而一步步地突破这两个教学难点。我相信, 只要我们教师心中有数, 心里有谱, 在给学生讲解的过程中保持良好的态度, 进行层层深入地讲析, 学生一定会举一反三、融会贯通。到了这个地步, 学生对整个初中阶段的电学知识的学习也就达到了一种成熟的境界, 为高中阶段的有效学习打下了坚实的基础。

三、注重学习方法的转变

首先, 教师要有强烈的教图意识, 也就是说, 在初中阶段的物理教学过程中, 读图与识图能力是非常重要的。因为我们毕竟还处在一个求学阶段, 不可能在学习电学知识的过程中运用实际的电线、电阻进行实验, 很多情况下, 电路的学习与理解以及练习都会涉及到电路图。如果不能很好地掌握读图与识图的能力与知识, 我们物理电学知识教学过程将会异常艰难, 而且也不会有好的教学效果。首先, 我们要教给学生一定的读图能力, 很多情况下, 学生面对复杂的电路图, 总是分不清是串联还是并联, 我们就可以教授学生试着把它改成简单的等效图, 就会一目了然, 促进学生解题能力的提高。另外, 我们还要学生透过电路图, 想象出来真正的电路该怎么走, 能够理论联系实际, 在自己的头脑中形成明晰的概念与轮廓。其次, 要重视电学实验的探究, 不要依赖教师的演示实验, 而是引导学生依靠自己与同伴的协作, 连接电路图, 测出实验数据, 发现规律, 得出结论。所以要用实验探究的学习方法教授初二电学中有几个重要的定律, 贯穿在整个电学中。另外, 在课堂演示实验与学生实验以外, 我们还应当积极地鼓励学生进行自我实验创作与学习。我在具体的教学过程中经常拿一些电池、电线、电阻、类似小灯泡之类的物品让学生进行自我组装, 进行串联与并联电路的组织, 这样可以将他们的课堂知识具体话、形象化。这样的活动对于学生的创新能力与综合素养的提升也是一个不小的促进, 某种程度上, 还能提升学生学习物理知识, 尤其是电学知识的兴趣。

四、学习电学要善于总结与归类

在学习完欧姆定律后会有大量的习题, 很多题目都有重复性, 但很多学生还是不停地犯错。因为不善于总结、思考, 所以成绩一直不理想。总结中不难发现, 在整个电学知识体系中, 欧姆定律是精髓, 电流、电压、电阻、电功电热以及电功率的计算, 都要在对欧姆定律深刻理解的基础上才能解答得熟练而准确。所以, 对一阶段的学习及时做一下总结, 既是承上做一个复习又是启下的一个预习。对于归类而言, 就是把问题分一下类, 这样就不难发现后面计算题的电路图与刚开始电路分析的电路图相差无几, 只是多了条件, 多了要求, 而计算的熟练与否来自于前面扎实的电路分析。比如开关类型的题目可以归为一类, 刚开始学习时, 主要是分析开关断开或闭合时有哪些用电器工作并属于什么连接方式, 或者用电器串联或并联时开关应如何运作。在分析电路时, 短路现象的分析是难点。在学习了欧姆定律后, 就出现了大量的计算题, 有了前面会分析电路的基础, 结合公式I=U/R以及两个变形公式, 解题时注意短路现象和欧姆定律针对的是同一部分电路, 再经过一定量的练习, 那么考试时就会易如反掌。比如还有加入滑动变阻器的电路的静态、动态的电路分析以及计算也可归为一类;故障分析的可以归为一类。

谈物理电学定律公式的教学 篇11

一、掰开揉碎，细讲概念定律

在平时的教学中，我认为单靠枯燥、机械式地讲解概念、定律公式会使学生感到索然无味，从而失去学习的兴趣。心理学讲：“人的思维活动是凭借概念与词汇开展的”。在物理的教学中最要紧的是活跃学生头脑里的物理思维，无论是物理思维或运用物理思想方法进行研究，都离不开明确的物理量。

而电学定律、公式恰是反映电学中物理量之间的本质联系、因果关系与严格的数量依存关系。所以我们在教学中应让学生对教学内容进行细嚼慢咽，在正确理解每个物理量的基础上去掌握这些定律、公式才能上升到应用的层次。

学生认识这些定律、公式，首先要正面理解这些定律的语言表达，理解定义中的重要字词；其次要弄清这些定律公式的真正含义，把和它相关的公式以及由它导出的公式从物理意义上划清界限，以免混淆不清；此外，还要指明定律公式的适用条件和范围。任何一个电学定律、公式，都是在一定条件下，运用物理的理想过程和理想实验的思想方法得到的，因此，每个定律、公式都有它的适用范围。例如，库仑定律只适用于真空中的点电荷。只有知道了它们的物理意义和适用范围，才有利于学生掌握和应用。

物理教学的特点在于突出物理实验。在这些定律、公式的教学上又有特殊性，就是突出定量的演示实验与学生实验，且要做好、做准。以提供学生发现物理规律的必要条件与学习环境。引导学生设计实验装置，学会运用物理实验方法来研究提出的新定律、公式。在教学中，我们还应把运用数学研究这些定律、公式的方法交给学生，要求学生学会掌握。

这样从现象到本质的认识过程，符合物理的教学规律，学生掌握知识的效果会较好。

二、归纳总结，列表对比，突出异同

电学内容繁多，教师要应用适当的教学方法才能使学生抓住知识的重点，突破难点。否则，学生将会被繁杂的定律、公式搞得一头雾水，无所适从。我在教学的过程中，根据电学知识之间的内在逻辑性，及时对学生学过的知识进行归纳总结，理清知识的脉络，并把握知识之间的联系，重视运用迁移规律，帮助学生对新旧知识和易混淆的知识进行列表对比，突出异同点，使学生以简驭繁，形成有机的知识系统，掌握电学定律、公式，并形成能力。例如，在学完了电场强度后，对电场强度的三个公式进行列表对比。这样能使知识之间的异同点一目了然，化繁为简，易于对比记忆。

三、注重定律、公式的推导演算，使之系统化

培养学生良好的学习方法，重要的一点是培养正确的思维习惯。这表现在学习中就是要真正从本质上即原理上明白定律、公式的来龙去脉。而我们的学生往往舍本逐末，只是记住这些定律、公式的结果，而忽略了它们的推导过程，结果在考试中乱套定律、公式。正确的做法应该是让学生去探究这些定律、公式的推导过程。并把这些过程掌握好，做到能熟练地推导出这些公式，既锻炼了他们的逻辑推理能力，又顺便把结果记住了。例如，匀强电场中的电场强度的公式：

W=qUAB

 qUAB=qEd,故得UAB=Ed或E=UAB/d。

W=Fd=qEd

电学定律、公式之间前后联系性强，因果关系明显，不同的公式可通过简单的推导演算得出在实际应用中常用的公式。例如在纯电阻电路中，电工和电功率的计算公式：

W＝Uq ＝UIt ＝ U2t/R ＝ I2Rt

P＝W/t ＝ UI ＝ U2R ＝ I2R

可见，只要使学生深刻理解课本上的几个基本公式，通过让学生推导演算，把它们连成一个有机整体，从宏观上把握知识，这样能使学生不会觉得公式是繁琐难记，杂乱无章的，从而避免了对知识的死记硬背，取得较好的教学效果。

三、精讲专练，培养应用能力

学生对物理知识的掌握并不是能够记住定律公式后就会应用，还必须通过一定量的习题练习，才能灵活运用，达到融会贯通。我们教师有必要精选一些有代表性的习题进行精讲专练，引导学生一题多解，对学生的思维进行锻炼，使学生在反复地运用中，达到举一反三的应用能力。例如以下这道题目：

将一个电荷量为 的点电荷，从零电势点S移到M点要反抗电场力做功 ,则M点电势 = 。若将该电荷从M点移到N点，电场力做功 ，则N点电势 = ，MN两点间的电势差 = 。

解析：本题可以根据电势差和电势的定义式解决，一般有下列两种解法

解法一 严格按各量数值的正负代入公式求解

由 得：

而

由 得：

而

解法二 不考虑各量的正负，只是把各量数值代入公式求解，然后再用其他方法判断出要求量的正负

由 得

因电场力做负功，所以负电荷q受的电场力方向与移动方向大致相反，则场强方向与移动方向大致相同，故 ，而 ,故

同理可得：

电学教学模式研究 篇12

水泥基材料在水化过程发生着一系列复杂的物理、化学变化, 其形态由液态依次转变成固液态和固态, 同时由粘性体转变成粘弹性体[1], 而这些转变一般在加水后的短时间内完成, 并对水泥基材料以后的各种性能产生影响, 国际性的研究项目Improved Production of Advanced Concrete Structure (IPACS) , 共投入3455万欧元, 用于混凝土的水化硬化机理、体积变化和早期力学性能研究。水泥基材料早期形态的复杂性与多变性往往使研究者们束手无策, 人们尝试用各种方法对其进行研究、观测, 相比于一些需将样品做特殊处理的方法, 无损检测法 (NonDestructive Testing method, NDT) 因能在不破坏样品、不影响水化、且在大体积的情况下对水泥基材料的水化进行连续观测, 而越来越受到国内外研究者的重视。

2 电学无损检测

水泥基材料导电能力的变化是物理作用与化学作用综合作用的结果, 其早期的导电能力变化主要受化学作用控制 (离子的溶出、消耗) , 后期的变化主要受物理作用控制 (孔隙率的减少) ;因此, 可通过浆体导电特性随时间的变化, 研究导电特性与凝结时间、强度、温度、孔隙率、水化程度、离子浓度等的关系。

当在水泥基浆体的两端施加电场时, 水泥颗粒的表面便会被极化, 电荷在颗粒表面聚集, 形成双电层, 产生了电容效应, 同时溶液和颗粒都看成是电阻。因此浆体内部的电荷传递实际是依靠颗粒和溶液的电阻, 以及固相与液相界面之间的电容完成的。Ping.Gu[2]在与我国学者吴忠伟交流时提出了以下的浆体导电模型 (见图1、图2、图3、图4) :

阻抗ZL计算如下:

相应的RC参数如下:RS+L=n (RS+RL)

那么整个水泥浆体 (m层平行排列) 的总阻抗计算如下:

如果每一层是同样的:

整个水泥浆体的总阻抗可等效于图10一样简化的等效电路。

该功能基元的阻抗为:

其中RS+L为固相和液相的电阻, RINT为固液相界面的电阻, ω为相位, CINT为固液相界面电容, 整个浆体的阻抗即为该功能基元的串并联阻抗, 此外由于电极的极化作用, 使得电极与浆体的界面上也存在相应的电阻与电容, 因此实际测得的阻抗包含有该阻抗。目前使用的方法主要有电极法、阻抗谱法、无电极法等。

2.1 电极法 (Electrode method)

电极法根据所加电压信号的类型可分为直流电极法和交流电极法。电极法的测试原理见图6, 典型的水泥水化电导率变化曲线见图7。E.J.Garboczi[3]等于1995年用直流电极法研究了砂浆的直流导电模型。由于直流电压易产生极化和电解, 因此学者们尝试用交流电压。F.D.Tamas[4,5]、W.J.Mc Carter[6,7,8]和Ping Gu[9,10]是该领域卓越的研究者。

1982年, F.D.Tamas等用3KHz的交变电场研究了水泥、熟料以及熟料单矿物电导率随时间变化的特性。研究发现大部分水泥水化时电导率会出现两个峰值, 第一个峰值发生在1~3小时左右, 第二峰值发生在6~10小时左右, 且两个峰的明显程度及时间随石膏掺量和外加剂品种及掺量有关。Tamas认为第一个峰与水泥矿物的溶解有关, 而第二个峰可能与AFt转化成AFm有关。随后, Tamas在原来研究的基础上, 联合两个实验室, 用100Hz~10k Hz电压信号测试了800多个样品的水化电导率随时间变化曲线, 其中包括水泥、熟料和熟料单矿物, 研究温度、细度、外加物质、碳化等对第二个峰的影响, 实验结果仍让Tamas相信第二个峰是由AFt (钙矾石) 转化成AFm (单硫铝酸盐) 引起的, 尽管他并没有找到XRD方面的证据。Tamas还发现第二个峰与石膏的临界掺量有一定关系。

W.J.Mc Carter于1987年测定了不同水灰比的浆体在频率为100Hz、10k Hz、300k Hz交流电压下电阻率随时间的变化, 并分析了频率对结果的影响, 研究发现在不同频率的交变电场下, 浆体的电阻率随时间的变化是相似的, 且频率越高, 电阻率值越小, 频率效应百分数 (Percentage Frequency Effect term, PFE) 浆体的胶空比正相关。1988年W.J.Mc Carter用不同频率的电压信号测定了浆体电阻率变化, 并用温升做对比, 且建立了相应的导电及水化模型, 通过对结果进行分析, Mc Carter认为电阻率变化能反映一些水化理论, 如半透膜理论, 水化阶段理论等。Mc Carter还将该方法用于砂浆、混凝土的质量监控上。

Ping Gu等在与我国学者吴忠伟交流时提出了硬化水泥在交流电压下的阻抗模型。1994年, Ping Gu等用10k Hz的交流电压研究了高铝水泥和波特兰水泥复合体系的水化, 结果表明浆体阻抗的变化准确反映了离子浓度和浆体结构的变化, 阻抗在30min和450min时的快速增长分别与AFt成核导致凝结和HAC的水化有关, 450min以后的阻抗变化与C3S和C2S的水化有关。

C.Vernet[12]等测定了水灰比为4的水泥悬浮液的电导率、离子浓度、放热速率随时间的变化, 用作水化动力学研究。K.R.Backe[11]用1~6V的电压信号测定了油井水泥在不同温度下的水化电导率变化, 研究发现电导率与强度等相关, 该方法可用于控制油井水泥的水化。Youssef EI Hafiane[13]等用10Hz~1GHz的电压研究了铝酸盐水泥的早期导电特性。Wolfgang[14]研究了浆体电导率与凝结时间的关系, 发现电导率的微分曲线中第一个极小值时间与初凝时间接近, 电导率变化很好的反映了凝结过程。

2.2 阻抗谱法 (A.C.Impedance SpectroscopyMethod)

水泥水化过程中, 水化本身可以产生双电层, 同时该双电层的性质随水化时间而改变, 此外颗粒表面对电场响应特性也会随水化时间而发生变化, 如在高频或超高频下, 颗粒表面对电场的响应会有滞后, 等等。因此浆体的导电特性随水化时间和电场的频率而改变, 交流阻抗谱法即是研究一定频率谱下的浆体的导电特性, 是目前使用较多的方法。

水泥基材料的交流阻抗谱图一般由实部和虚部构成, 在高频区形成一个典型半圆弧, 而频率相对较低的区域有小部分次级弧, 如图8所示。高频弧 (high frequency arc, HFA) 反映了浆体的阻抗特征, 次级弧则反映了浆体与电极之间的接触电容特征[15]。

史美伦等[16,17]用阻抗谱法对水泥早中期水化各个阶段的阻抗响应进行了分析。认为在水化的起止期等效法拉第阻抗电路为阻容串联组件, 而在诱导期的决定步骤可以用等效电路中的电感表示, 在加速期则可表示为负电容, 在减速期该负电容转变为正电容且逐渐的减小, 直至进入稳定期。Ping Gu等[15]用阻抗谱法研究了超塑化剂对水泥的作用, 研究发现:水化1d后, 掺超塑化剂浆体的高频弧直径要比不掺的小, 说明掺超塑化剂的浆体具有更高的孔隙率, 通过对孔隙率直接进行测定证明了这一点, Ping Gu等认为这是由于超塑化剂对水泥缓凝作用造成的。J.M.Torrents[18]等也用阻抗谱研究了超塑化剂的缓凝现象。Young-Min Kin[19]等用阻抗谱研究了Mg-alinte和Zn-alinte水化, 并与普通OPC水化速度做了对比, 研究发现Zn-alinte和OPC的水化速度相似, 且都比Mgalinte要快。

(a) 3~6小时的曲线; (b) 15小时的曲线; (c) 30小时的曲线

2.3 无电极法 (Electrodless Method)

传统的电极法易引入接触电阻, 电极易腐蚀和固化。无电极法是近年来研究较多的方法, 无电极水泥混凝土电阻率仪 (Electrodless Cement and Concrete Resistivity Tests, CCR) 是香港科技大学土木工程系李宗津教授研制开发的一种多用途仪器[20,21]。仪器由发生器、放大器、变压器、小电流传感器、次级线圈、采集数据系统等组成, 测试原理见图9。其基本原理是:由发生器和放大器在变压器初级线圈上产生一定的电压, 在变压器的次级线圈即环形模具上得到固定的环电压V, 小电流传感器测得环电流I随水泥基材料的导电能力而变化, 根据欧姆定理推导的电阻率公式, 得到水泥基样品电阻率随时间变化的发展曲线, 见图10。

如图10所示, 水化的电阻率先减小, 短暂上升后不变, 再缓慢增大, 一定时间后加速增大, 最后增长速度变缓, 依据电阻率曲线可将水泥基材料的水化分为溶解期、凝结期、硬化期和减速期四个阶段[23]。

魏小胜、肖莲珍等[24,25]用无电极电阻率法研究了水泥基材料早期水化的电阻率与孔隙率、离子浓度、凝结时间、强度、放热速率、水化进程等的关系, 发现电阻率与孔隙率、强度的关系符合Powers公式, 电阻率微分曲线第一个峰与终凝有关 (见图10) 。何真、张丽君等[25,26]用该法研究了窑灰和矿物掺合料对水泥水化的作用。马保国等用该法研究了外加剂对水泥基材料初始水化的影响。

3 结语